PEM燃料电池中的湿度和水分

为了正确运行燃料电池，质子交换膜必须保持水分。如果它们没有完全加湿，则电导率会降低，因此在质子传输现象中会消耗更多的能量。如果它变得太干，膜就会停止作为质子转运体的功能。

由于氢燃料电池消耗氢和氧来产生电和水，因此周围似乎应该有大量的水。如果多余的水被去除，这会产生潜在的淹没催化剂层的问题。氢气和氧气（或空气）需要到达催化剂位点和膜才能转化为电能。然而，如果催化剂层有任何液态水，它会覆盖催化剂，气体无法到达它，基本上使水下的催化剂无用——显著减少将 H 2和 O 2转化为电。

这就是为什么气体扩散层是关键材料。气体扩散层材料均经过特殊配制，具有疏水涂层和渗透性，这些都是为了帮助将水从催化剂层中带走。当您考虑到燃料电池在广泛变化的环境中运行时，这就更加复杂了。有些需要在炎热/干燥的沙漠环境中工作，而另一些则需要在非常潮湿的环境中工作。每个制造商都有各种气体扩散层类型，它们针对不同的操作参数和不同的物理特性进行了优化。